综合机械化掘进作业线的建设

刘 超

（冀中能源峰峰集团辛安矿，河北 邯郸 056200）

1 引言

辛安矿隶属冀中能源峰峰集团，原名黄沙矿，由黄沙区和辛安区两部分组成，两区以矿井中部F3断层为界。井田南北走向长8km，东西宽约2.5km，面积15.2807km2。开采方式为地下开采，开采煤层标高+230～-950m，矿井主采煤层为2#煤层，巷道开拓起始阶段主要以人工、炮采为主，伴随着综采的发展，综合机械化掘进技术应运而生，为适应煤矿发展的需要[1]，不断引进先进设备，并加强对引进设备的消化吸收工作，同时积极研发适合我矿地质条件和生产工艺的综合机械化掘进装备，经过多年的发展，建设出适合该矿的综合机械化作 业线。

2 技术装备选型

2.1 机械化掘进作业线建设构思

破岩采用EBZ-160(A)型掘进机，搭载ZLJ-4机载临时支护；

装岩采用桥式转载机配合可伸缩带式输送机，配套可视化远程智能控制系统；

辅助运输采用KWGP-60/90D型掘进无极绳牵引普轨卡轨车，配套可视化系统。

1.机载前探梁 2.悬臂式掘进机 3.桥式转载机 4.可伸缩带式皮带

2.2 破岩方式及装备

我矿巷道掘进主要采用EBZ系列悬臂式掘进机，参数见表1。

表1 EBZ悬臂式掘进机主要技术性能

掘进机配套海德遥控，解决了掘进机司机在操作台驾驶时劳动强度大、视野受限制、施工安全性差等问题，在恶劣施工环境中，特别是掘进工作面顶板破碎或上山掘进，在截割产生的震动可能引起局部顶板垮落或滚砟的情况下，司机可以在保证视力可及的安全位置，遥控操作掘进机工作，一旦出现顶板垮落、滚砟等意外情况时，不会对司机造成人身伤害，并可以在安全、有效操作距离内，将掘进机驶出危险环境，大大提高操作安全系数。

掘进机搭载ZLJ-4机载临时支护，代替以往窜管前探梁或点柱加横梁的临时支护，机载临时支护装配在掘进机的中上部，利用掘进机自身油泵驱动，不干扰掘进机的运动和截割作业，实现了机械化支护作业，降低了职工劳动强度，提高了临时支护的可操作性及可靠性。

2.3 装岩方式及装备

掘进工作面通过掘进机星轮自行装载至机身刮板输送机，经桥式转载机至可伸缩带式输送机，带式输送机与刮板输送机相比较具有长运距、大运量、连续输送、运行可靠等优点[2]，可伸缩带式输送机主要用于采煤及掘进工作面运输，利用储带仓机尾可随工作面的推进延长或缩短，结构紧凑，机架轻巧，拆装方便。同时为减少后路运转岗位，引进了可视化远程智能控制系统，本系统集远距离监控和控制为一体的多功能控制系统。具有煤位保护，烟雾保护，温度保护，速度保护，撕带保护，跑偏保护，机尾跑偏，沿线闭锁和开车检测功能，可实现多台输送机远方监控，任何一台设备都可以显示全系统设备图像，及全系统设备运行情况，便于人员及时发现故障输送机位置。使用采掘运输可视化控制系统可实现多台输送机集中控制功能，一人便可操作多部皮带，提高了工作效率，为掘进施工提供了人员保障。

2.4 辅助运输方式及装备

目前绝大多数矿井掘进工作面辅助运输仍然依靠调度绞车，掘进工作面受地质构造带及地层倾角影响，多存在拐线或巷道坡度起伏等现象，需布置多台调度绞车接力运输才能满足工作面运输需要，运输战线长、环节多，占用人员多，运输效率低，是机电运输管理的薄弱环节，存在较大的安全隐患。近年来多种新型的煤矿井下辅助运输设备不断被应用，如单轨吊车、无极绳绞车、履带式运输车等，以取代落后的调度绞车，但每一种运输设备都有它的优缺点，只有根据不同井巷条件，选择最合适的运输方式，才能使最大限度的发挥设备的优越性。

掘进无极绳牵引普轨卡轨车与调度绞车相比，在安全上，由于不脱钩运输，有效防止了跑车事故，提高了运输安全可靠性；有效减少了辅助人员的配置，提高了生产力，减人增效；环节上，设备减少，避免了不安全因素；牵引力大，爬坡能力强；结构简单，可靠性高，维护量小；无极绳绞车和张紧器合二为一，采用地锚固定，绞车站占用空间小、便于安装。钢丝绳的牵引绳和回绳都布置在轨道内，对巷道规格要求较小，通过托绳轮组、压绳轮和回压绳轮（外绳导轮）等轮系，可有效的控制钢丝绳的走向，保证车辆安全运行。卡轨车回绳站布置在轨道内，回绳站装置移动方便。

3 结语

目前，机械化掘进技术较为成熟，但制约掘进速度的因素还有很多，主要表现在以下三个方面：

1）掘支无法实现平行作业。掘进、支护不能平行作业，在一个掘进循环中，支护时间是掘进时间的两倍，因而严重限制了进尺的提高，虽然有掘锚一体机，但还是无法实现掘支平行作业，未来可主要用过研发巷道大断面临时支护，通过提高临时支护的可靠性及可操作性，实现掘支平行作业。

2）元部件的可靠性仍需不断提高。尽管国产设备设计参数方面已经达到国外先进机型的标准，但在掘进工作面复杂的地质条件下，例如轴承、油泵、马达、液压系统、电机、减速机等元部件的可靠性和寿命仍需攻关研究。

3）输送机的多样性有待开发。近年来带式输送机不断发展，电滚筒皮带、永磁皮带、机尾自清煤滚筒等应运而生，但无法满足施工需要，未来输送机的发展要不仅要在运输能力、元部件性能和可靠性的方面不断提升，更要扩大功能，一机多用，如顶皮带运煤、底皮带运料，小断面拐弯皮带等等。

我国煤矿在机械化掘进方面虽以取得了不错的进展，但我们与国外先进仍有不小的差距，为不断提高安全系数及施工质量，提高巷道掘进作业的机械化水平，还需不断根据现场实际存在问题积极研发相关的配套设备，以期提高煤矿巷道机械化掘进的效率及安全系数，推动我国煤矿生产技术不断发展。